Naujas tyrimas atskleidžia pagrindinį mitochondrijų baltymų vaidmenį širdies regeneracijoje
Paskutinį kartą peržiūrėta: 14.06.2024
Visas „iLive“ turinys yra peržiūrėtas medicinoje arba tikrinamas, kad būtų užtikrintas kuo didesnis faktinis tikslumas.
Mes turime griežtas įsigijimo gaires ir susiejamos tik su geros reputacijos žiniasklaidos svetainėmis, akademinių tyrimų institucijomis ir, jei įmanoma, medicininiu požiūriu peržiūrimais tyrimais. Atkreipkite dėmesį, kad skliausteliuose ([1], [2] ir tt) esantys numeriai yra paspaudžiami nuorodos į šias studijas.
Jei manote, kad bet koks mūsų turinys yra netikslus, pasenęs arba kitaip abejotinas, pasirinkite jį ir paspauskite Ctrl + Enter.
Mitochondrijos atlieka svarbų vaidmenį aprūpindamos energiją, reikalingą tinkamam ląstelių funkcionavimui. Mitochondrijose energiją gamina kvėpavimo grandinė, kurią sudaro penki kompleksai, vadinami CI-CV. Šie kompleksai gali susijungti į superkompleksus, tačiau mažai žinoma apie šio proceso vaidmenį ir jo valdymą.
Naujas tyrimas tiria superkomplekso surinkimo mechanizmus ir atskleidžia reikšmingą mitochondrijų surinkimo veiksnių įtaką širdies audinių regeneracijai. Tyrimui kartu vadovavo dr. José Antonio Henriques iš Nacionalinio širdies ir kraujagyslių tyrimų centro (CNIC) ir dr. Nadia Mercader iš Berno universiteto Šveicarijoje, kuri yra CNIC kviestinė mokslininkė.
Moksliniai tyrimai, paskelbti žurnale Developmental Cell, rodo, kad Cox7a baltymų šeimos narys vaidina pagrindinį vaidmenį CIV dimerų surinkime ir kad šis rinkinys yra labai svarbus tinkama mitochondrijų funkcija, taigi ir ląstelių energijos gamybai.
Cox7a baltymų šeimą sudaro trys nariai: Cox7a1, Cox7a2 ir Cox7a2l (taip pat vadinama SCAF1). Ankstesni abiejų grupių tyrimai parodė, kad kai CIV yra SCAF1, jis stipriai asocijuojasi su CIII, sudarydamas kvėpavimo superkompleksą, žinomą kaip respirasoma. Šiuose ankstesniuose tyrimuose autoriai iškėlė hipotezę, kad įtraukus Cox7a2 susidarytų nekompetentingas CIV, o CIV molekulės, turinčios Cox7a1, susijungtų ir sudarytų CIV homodimerus. Naujas tyrimas eksperimentiškai parodo Cox7a1 vaidmenį formuojant šiuos CIV homodimerus.
Vystymosi ląstelė (2024). DOI: 10.1016/j.devcel.2024.04.012
Dirbdami su zebrafish modeliu, mokslininkai nustatė, kad Cox7a1 nebuvimas užkirto kelią CIV dimerų susidarymui, o šių dimerų praradimas paveikė paveiktų žuvų svorį ir plaukimo gebėjimą.
„Cox7a1 pirmiausia ekspresuojamas dryžuotų raumenų ląstelėse, o būtent skeleto raumenų audinys buvo labiausiai paveiktas Cox7a1 funkcijos trūkumo. Kitas pagrindinis dryžuotų raumenų tipas yra širdies raumuo arba miokardas“, – paaiškino dr. Enriquezas.
Tačiau nors Cox7a1 praradimas skeleto raumenyse buvo žalingas, jo nebuvimas širdies raumenyje pagerino širdies regeneracinį atsaką į sužalojimą.
Šis rezultatas rodo, kad šie baltymai atlieka pagrindinį vaidmenį aktyvinant širdies gebėjimą atsistatyti po traumos“, – paaiškino pirmoji tyrimo autorė Carolina Garcia-Poyatos.
Siekdami geriau suprasti Cox7a1 funkciją, CNIC mokslininkai Enrique Calvo ir Jesusas Vazquezas atliko proteominį zebražuvės, neturinčios Cox7a1, skeleto raumenų ir miokardo tyrimą. Šią analizę pratęsė metabolomikos tyrimas, kurį atliko kolegos iš Berno universiteto. Ši bendra analizė atskleidė reikšmingus skirtumus nuo nemodifikuotų žuvų su nepažeista Cox7a1 ekspresija.
„Šie rezultatai rodo, kad molekulės, dalyvaujančios mitochondrijų superkompleksų surinkime, gali turėti reikšmingą poveikį medžiagų apykaitos kontrolei, galbūt atverdamos kelią naujiems širdies ligų ir kitų medžiagų apykaitos būklių gydymo būdams“, – sakė dr. Mercader.
Tyrėjų grupės teigimu, šis atradimas yra „didelė pažanga suprantant ląstelių mechanizmus, susijusius su širdies regeneracija, ir gali padėti plėtoti gydymo būdus, skatinančius širdies regeneraciją“.
Autoriai daro išvadą, kad mitochondrijų surinkimo veiksniai gali reikšmingai paveikti medžiagų apykaitos kontrolę.